适用于高精度流水线adc的运算放大器的研究与设计

更新时间：2019-10-06 10:25:27 大小：22M 上传用户：sun2152 查看TA发布的资源 标签：adc 运算放大器 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

自然界中的大部分信号为连续的模拟量，模数转换器可以作为连接窗口对模拟信号进行采样、量化、编码，之后将产生的数字编码提供给数字信号处理系统[1]。如图1.1所示，模数转换器被广泛的应用于各个领域，其中流水线ADC面向的细分市场主要包括无线通信、高清图像处理、医疗传感等。随着半导体产业的蓬勃发展和通信制式的更新换代，电子行业对ADC的速度、精度提出越来越高的要求，同时，消费类电子产品的便携性需要也对ADC的功耗提出更苛刻要求。

流水线模数转换器核心结构包含前端的采样保持电路（Sample-Hold Circuit）

和后面多级量化器。采样保持电路主要包含有开关电容电路和运算放大器，级联的量化器由子ADC、子DAC、子采样保持电路、加法器与放大器组成，其中子ADC包含多个并行的比较器，量化器中子ADC以外的模块为MDAC电路。流水线ADC最重要模块是采样保持电路以及MDAC，其中对其性能影响最大的是MDAC电路，MDAC通常由开关电容电路实现，运算放大器又是其中最核心的模块，同时也是消耗电流最大的模块。因此，运算放大器的优化设计，具有重要意义：第一，运算放大器的增益影响了采样保持电路以及其后每一级流水线转换级的精度，从而影响了ADC的整体精度；第二，运算放大器的转换速率和单位增益带宽是对采样保持电路和MDAC的建立时间的重要限制，从而限制了ADC的采样速度；第三，运算放大器的功耗是流水线ADC中功耗贡献最大的模块，所以降低ADC功耗关键的是使运算放大器的功耗尽可能降低；第四，运算放大器的版图设计，包括版图对称性和寄生电阻电容的影响也会对整个电路的性能造成极大的影响。因此，运算放大器的设计是流水线ADC设计中的关键，影响了整体ADC的几项关键的性能指标，对运算放大器的深入研究和改进对于提高流水线模数转换器的性能具有重要意义。本文主要研究方向是针对应用于流水线模数转换器里MDAC中的运算放大器进行的研究与设计。